JP4373171B2

JP4373171B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4373171B2
Application number: JP2003344457A
Authority: JP
Inventors: 匠井上
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: JP2005104437A

Description

本発明は、主には、トラックバスおよび建設車両等に用いて好適な、ベルト耐久性を高めた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

例えば、従来の建設車両用の重荷重用ラジアルタイヤでは一般に、特開２００２−３６２１０９号公報に記載されているように、ベルトを、タイヤの赤道面に対して大きな傾斜角度で並行配列をなすコードを等間隔に埋設してなる二層以上の主交錯ベルト層と、主交錯ベルト層の内周側に配設されて、タイヤの赤道面に対して小さな傾斜角度で並行配列をなすコードを等間隔に埋設してなる、主交錯ベルト層よりも幅狭の二層以上の小傾斜ベルト層とにより構成し、ベルトの外周側に主交錯ベルト層よりも幅広の、タイヤの赤道面に対して大きな傾斜角度で並行配列をなすコードを等間隔に埋設してなる保護層を配置している。

上記のような構成によれば、主交錯ベルト層によって、ベルトの面に沿った変形に対する剛性（以下、面内曲げ剛性と呼ぶ）を確保し、小傾斜ベルト層によって、その傾斜角度の小さいコード配置によってトレッド周方向の張力を負担し、トレッドの径成長を抑制して走行時にクラウン形状が変化するのを防ぎ、保護層によりそれぞれのベルト層の路面からの突起入力による破断や損傷を防止している。

ところが、このような構成のタイヤではタイヤの長ライフ化傾向の下で、図５に示すように、最広幅の保護層の幅方向端位置Ｂからゴムに亀裂Ｋが発生し、この亀裂Ｋが、その幅方向端Ｂに引いたトレッド幅方向線分に対する角度αが、１５度より大きく２０度以下の角度をなして進展し、その亀裂Ｋが剛性段差による歪集中の生じやすい最広幅の主交錯ベルト層の幅方向端Ａを経由して、そこからより進展速度を速めてタイヤの内周側へ進展して、甚だしくはカーカスＣまで到達するおそれがあり、これがタイヤのより一層の長ライフ化の妨げとなり、また複数回にわたる更正の妨げとなるという問題があった。
特開２００２−３６２１０９号公報

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、保護層の幅方向端から発生する亀裂の進展速度を有効に抑制して、タイヤのさらなる長ライフ化を可能とし、併せて、複数回にわたる更正を十分可能とした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、少なくとも一枚のカーカスプライをトロイダルに配設してなるラジアルカーカスのクラウン部の外周側に、一層以上の小傾斜ベルト層および二層の主交錯ベルト層よりなるベルトを配設し、このベルトの外周側に、二層の保護層を配設するとともに保護層のさらに外周側にトレッドゴムを配設してなるものであって、
小傾斜ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を４〜１０度とし、小傾斜ベルト層の幅をタイヤ断面幅の２５〜４５％とするとともに、主交錯ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を１８〜３５度とし、隣接する主交錯ベルト層を形成するそれぞれのスチールコードを交差配置とし、主交錯ベルト層の幅をタイヤ断面幅の５５〜７２％とし、さらに、保護層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を２２〜３３度とし、隣接する保護層を形成するそれぞれのスチールコードを交差配置とし、保護層の幅をタイヤ断面幅の６０〜８２％とし、
タイヤ幅方向断面内で、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端と、最大幅の保護層の幅方向端とを結ぶ線がタイヤ幅方向線分となす角度θをタイヤ半径方向外側に０〜１５度とし、双方の幅方向端のタイヤ幅方向の距離ｄ１を９０〜１２０ｍｍとしてなるものである。

これによれば、最大幅の保護層の幅方向端から発生して、その幅方向端に引いたトレッド幅方向線分に対して、１５度より大きく２０度以下の角度をなしてタイヤ内方に向かう亀裂が、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端を経由するのを、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端を、亀裂の進展経路および最大幅の保護層の幅方向端のそれぞれから、十分離隔させることによって、防止することができるため、亀裂の進展速度が高まることを抑制し、タイヤのより一層の長ライフ化を図ることができ、更正にあたり繰返し使用される部分である台タイヤの優れた耐久性の下で、繰返しの更正を可能とすることもできる。

ここで、タイヤ断面幅とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、そこに無負荷状態のタイヤ側面の模様又は文字など全てを含むサイドウォール間の直線距離、つまり総幅からタイヤの側面の模様、文字などを除いた幅をいうものとする。ここで適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、規定の空気圧とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では”THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では”The European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”JATMA YEAR BOOK”である。
また、タイヤ幅方向線分とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填したタイヤ赤道面に垂直に交わって延びる直線を表わすものとする。

ここでは角度θを０〜１５度とすることで、最大幅主交錯ベルト層の幅方向端を最大幅保護層の幅方向端から進展する亀裂の進展方向から十分に離隔させて、亀裂が剛性段差による歪集中の生じやすい最広幅の主交錯ベルト層の幅方向端を経由して、そこからより進展速度を速めることを防止することができる。角度θを０度未満とすると、保護層がカーカスプライに近づきすぎて、保護層を始点とする亀裂がカーカスプライに到達して、故障を招きやすくなり、１５度を超えると、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端が亀裂進展経路に近づきすぎることになるため、亀裂が主交錯ベルト層の幅方向端を経由して、早期に進展する。
またここでは、距離ｄ１を９０〜１２０ｍｍとして、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端を距離の上からもまた最大幅の保護層の幅方向端から十分に離隔させることで、亀裂が剛性段差による歪集中の生じやすい最広幅の主交錯ベルト層の幅方向端を経由して、そこからより進展速度を速めるのを防止することができる。すなわち、距離ｄ１を９０ｍｍ未満とすると、亀裂進展方向と最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端が近接するため、亀裂が、主交錯ベルト層の歪の集中しやすい幅方向端へ進展するおそれが生じ、１２０ｍｍより大きくすると、保護層の幅が広くなりすぎて、保護層の幅方向端の剪断歪が過大となり、亀裂がより発生しやすくなる。

各層のコード角度および幅を前述の数値範囲内とすることで、主交錯ベルト層により面内曲げ剛性を確保し、小傾斜ベルト層によりトレッドの径成長を抑制するとともに、保護層によりそれぞれのベルト層が路面からの突起入力により破断および損傷することを防止することができる。
小傾斜ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を４度より小さくした場合および、小傾斜ベルト層の幅をタイヤ断面幅の４５％より大きくした場合は、小傾斜ベルト層の幅方向端の剪断歪が過大となり好ましくなく、小傾斜ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を１０度より大きくした場合および、小傾斜ベルト層の幅をタイヤ断面幅の２５％より小さくした場合は、タイヤの径成長を抑制する効果が小さくなりすぎて好ましくない。

さらに、主交錯ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を１８度より小さくした場合および、主交錯ベルト層の幅をタイヤ断面幅の７２％より大きくした場合は、主交錯ベルト層の幅方向端の剪断歪が過大となり好ましくなく、主交錯ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を３５度より大きくした場合および、主交錯ベルト層の幅をタイヤ断面幅の５５％より小さくした場合は、面内曲げ剛性を確保する効果が小さくなりすぎて好ましくない。

また、保護ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を２２度より小さくした場合および、保護ベルト層の幅をタイヤ断面幅の８２％より大きくした場合は、保護ベルト層の幅方向端の剪断歪が大きくなりすぎて好ましくなく、保護ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を３３度より大きくした場合および、保護ベルト層の幅をタイヤ断面幅の６０％より小さくした場合は、ベルトを保護する効果が小さくなりすぎて好ましくない。

以上に述べたところから明らかなように、本発明の重荷重用空気入りラジアルによれば、亀裂進展速度を抑制して、より一層のタイヤの長ライフ化を図ることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、図面に示すところに基づいて説明する。
図1はこの発明の一実施形態を、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填したタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。図中１はラジアルカーカスを示す。
ここでは、図示しないビードコア間でトロイダル状に延びるラジアルカーカス１の外周側に、二層の小傾斜ベルト層２、３および二層の主交錯ベルト層４、５からなるベルト６を配設するとともに、ベルト６の外周側に隣接させて、二層の保護層７、８を配設するとともに、この保護層８のさらに外周側にトレッドゴム９を配設する。

また、タイヤ断面幅をＷとし、小傾斜ベルト層２、３の幅をそれぞれＷ２、Ｗ３、主交錯ベルト層４、５の幅をそれぞれＷ４、Ｗ５、保護層７、８の幅をそれぞれ、Ｗ７、Ｗ８とすると、それぞれの層の幅は、Ｗ４＞Ｗ５、Ｗ７＞Ｗ８、Ｗ４＜Ｗ７の関係を有する。
さらに、小傾斜ベルト層２、３の幅Ｗ２、Ｗ３はタイヤ断面幅Ｗの２５〜４５％の範囲内とし、主交錯ベルト層４、５の幅Ｗ４、Ｗ５はタイヤ断面幅Ｗの５５〜７２％の範囲内とし、保護層７、８の幅Ｗ７、Ｗ８はタイヤ断面幅Ｗの６０〜８２％の範囲内としている。

主交錯ベルト層４の幅方向端Ａと保護層７の幅方向端Ｂとを結ぶ直線Ｌと、幅方向端Ａからタイヤ幅方向外側に向かって延在させた幅方向線分Ｍとのなす角度θを０〜１５度とする。また、主交錯ベルト層４の幅方向端Ａと保護層７の幅方向端Ｂとのタイヤ幅方向の距離ｄ１を９０〜１２０ｍｍとする。

図２は、図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造を示す展開図である。
小傾斜ベルト層２、３は、例えば高張力スチールコードからなる小傾斜ベルト層コード１０の複数本を、タイヤ赤道面ＥＸに４〜１０度の角度をなして、小傾斜ベルト層２、３の相互間でタイヤ赤道面ＥＸを隔てて逆方向に延在させるとともに、それらの小傾斜ベルト層コード１０の周りを被覆ゴムにて覆うことにより構成してなる。
主交錯ベルト層４、５は、例えば高張力スチールコードからなる主交錯ベルト層コード１１の複数本を、タイヤ赤道面ＥＸに１８〜３５度の角度をなして、主交錯ベルト層４、５の相互間でタイヤ赤道面ＥＸを隔てて逆方向に延在させて配設され、それらの主交錯ベルト層コード１１の周りを被覆ゴムにて覆うことにより構成してなる。
保護層７、８は、例えばハイエロンゲンションスチールコードからなる保護層コード１２の複数本を、タイヤ赤道面ＥＸに２２〜３３度の角度をなして、保護層８、９の相互間でタイヤ赤道面ＥＸを隔てて逆方向に延在させて配設され、それらの保護層ベルト層コード１２の周りを被覆ゴムにて覆うことにより構成してなる。ここで、ハイエロンゲンションコードとは、伸度小で弾性率が小さく、伸度大で弾性率が急激に大きくなるコードをいうものとする。

図３は、図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造と亀裂進展の態様をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。
上記のような構成の空気入りタイヤによれば、図３に示すように、最大幅の保護層７の幅方向端Ｂから発生して、その幅方向端Ｂに引いたトレッド幅方向線分に対して、１５度より大きく２０度以下の角度をなしてタイヤ内方に向かう亀裂Ｋが、最大幅の主交錯ベルト層４の幅方向端Ａを経由するのを、その幅方向端Ａを、亀裂Ｋの進展経路に距離的および角度的に、十分離隔させることによって、防止できるので、亀裂Ｋの進展速度が高まることを抑制し、タイヤのより一層の長ライフ化を図ることができる。

図４は、図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造の他の態様をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。
図４の（ａ）〜（ｆ）に示すトレッド部の補強構造は、いずれも前記θおよびｄ１は、本願発明の数値範囲内とし、角度θは０〜１５度とし、距離ｄ１は９０〜１２０ｍｍとしている。
図４（ａ）および（ｃ）では図１に示す補強構造に比して、角度θをより小さくし、図４（ｂ）では、角度θをほぼ０度としてる。図４（ｄ）では、保護層８の幅を、主交錯ベルト層５よりも狭くし、タイヤ全体の軽量化を図っている。図４（ｅ）では、小傾斜ベルト層２´を追加して、小傾斜ベルト層を三層として、タイヤの径成長の抑制効果をより高めている。図４（ｆ）では、保護層８の幅を主交錯ベルト層４の幅よりも広くし、ベルトを保護する効果を高めている。

以下に、本発明に係るタイヤの実施例について説明する。
供試タイヤとして、サイズが５３／８０Ｒ６３で、一種類の実施例タイヤ１と、一種類の比較例タイヤ１を用意した。実施例タイヤ１は図１に示した構造を有するものとし、ｄ１を１１０ｍｍとし、θを１０度としたものである。
また、比較例タイヤ１は図１に示す断面構造のもとで、前記ｄ１を５５ｍｍとし、前記θを２０度としたものである。

実施例タイヤ１および比較例タイヤ１の各々５本づつを、サイズが３６．００／５．０のリムにリム組すると共に、充填空気圧を６００ｋＰａとして、１２４．８ｔｏｎの荷重（正規荷重×１５０％）を負荷してドラム試験を行い、速度１０ｋｍ／ｈにて、表１に示す時間を走行した後に、供試タイヤを周上四箇所で切断解剖して、図１に示す、最広幅の保護層の幅方向端Ｂから発生した亀裂の長さを測定し、比較例タイヤ１の亀裂長さの平均値をコントロールとして、実施例タイヤ１の亀裂長さの平均値を指数評価した。指数は小さいほど、亀裂が短く良好であることを示す。

表１に示すところによれば、実施例タイヤ１は、４８時間および９６時間走行後においては、比較例タイヤ１において亀裂が最広幅の主交錯ベルト層端を経由しておらず、実施例タイヤ１と比較例タイヤ１において亀裂進展速度が同じであることが分かる。１４４時間、１９２時間、２４０時間走行後においては、比較例タイヤ１では、亀裂が最広幅の主交錯ベルト層端を経由し、実施例タイヤ１は亀裂が最広幅の主交錯ベルト層端を経由しないため、実施例タイヤ１は、比較例タイヤ１に比して優れた亀裂抑制効果を示すことがわかる。

本発明は、亀裂進展速度を抑制して、タイヤの長ライフ化を図ることができる重荷重用空気入りタイヤに適用して効果的なものである。

この発明の一実施形態をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造を示す展開図である。図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造と亀裂進展の態様をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。図１に示すタイヤの、トレッド部の補強構造の他の態様をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。従来のタイヤの、トレッド部の補強構造と亀裂進展の態様をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。

符号の説明

１ラジアルカーカス
２小傾斜ベルト層
３小傾斜ベルト層
４主交錯ベルト層
５主交錯ベルト層
６ベルト
７保護層
８保護層
９トレッドゴム
１０小傾斜ベルト層コード
１１主交錯ベルト層コード
１２保護層コード

Claims

少なくとも一枚のカーカスプライをトロイダルに配設してなるラジアルカーカスのクラウン部の外周側に、一層以上の小傾斜ベルト層および、二層の主交錯ベルト層よりなるベルトを配設し、このベルトの外周側に、二層の保護層を配設するとともに保護層のさらに外周側にトレッドゴムを配設してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
小傾斜ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を４〜１０度とし、小傾斜ベルト層の幅をタイヤ断面幅の２５〜４５％とするとともに、主交錯ベルト層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を１８〜３５度とし、隣接する主交錯ベルト層を形成するそれぞれのスチールコードを交差配置とし、主交錯ベルト層の幅をタイヤ断面幅の５５〜７２％とし、さらに、保護層を形成するスチールコードのタイヤ赤道面となす角度を２２〜３３度とし、隣接する保護層を形成するそれぞれのスチールコードを交差配置とし、保護層の幅をタイヤ断面幅の６０〜８２％とし、
タイヤ幅方向断面内で、最大幅の主交錯ベルト層の幅方向端と、最大幅の保護層の幅方向端とを結ぶ線が、タイヤ幅方向線分となす角度θをタイヤ半径方向外側に０〜１５度とし、双方の幅方向端のタイヤ幅方向の距離ｄ１を９０〜１２０ｍｍとしてなる重荷重用空気入りラジアルタイヤ。